(57)【要約】【課題】    寝具の種類や状態、就寝者の寝相や体重の影響に依らず就寝者の睡眠判定を高精度に行うことができる体動測定装置を提供する。【解決手段】睡眠センサ（20）の検出信号を処理手段（40）で所定の体動信号に変調する。その後、更新手段（60）は、体動信号の最小値をトレースするようにして体動判定閾値を適宜変更する。睡眠判定手段（53）は、更新手段（60）で適宜更新される体動判定閾値と体動信号との比較を行うことで就寝者の睡眠判定を行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
寝具に敷設されるとともに就寝者の体動を検出して体動信号を出力する検知手段（20）と、上記体動信号に基づいて就寝者の睡眠状態を判定する体動測定装置であって、
体動信号に基づいて粗動信号と微動信号との体動判定閾値を決定する更新手段（60）と、上記体動信号と上記体動判定閾値とを比較して就寝者の睡眠状態を判定する睡眠判定手段（53）とを備えている体動測定装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記更新手段（60）は、所定時間毎の体動信号の最小値に基づいて体動判定閾値を更新することを特徴とする体動測定装置。
【請求項３】
請求項２において、
上記更新手段（60）は、体動信号の最小値の変化を所定の関数で緩和させた信号レベルを体動判定閾値として更新することを特徴とする体動測定装置。
【請求項４】
請求項３において、
上記更新手段（60）は、体動信号の最小値が減少変化する場合、該最小値の減少変化を第１時定数で緩和させた信号レベルを体動判定閾値として更新する一方、体動信号の最小値が増大変化する場合、該最小値の増大変化を第１時定数より大きい第２時定数で緩和させた信号レベルを体動判定閾値として更新することを特徴とする体動測定装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか１つにおいて、
体動判定閾値よりも大きく、かつ体動判定閾値の設定数倍となる上限信号レベルを算出する上限算出手段（51）を備え、
上記更新手段（60）は、上記上限信号レベル以下の体動信号に基づいて体動判定閾値を更新することを特徴とする体動測定装置。
【請求項６】
請求項１において、
上記更新手段（60）は、体動信号から所定周波数帯域の信号を抽出するフィルタ処理部（63）を備え、該フィルタ処理部（63）で抽出された信号の信号レベルを体動判定閾値として更新することを特徴とする体動測定装置。
【請求項７】
請求項１において、
上記更新手段（60）は、所定時間内について所定信号レベル範囲毎の体動信号の累積出現頻度を算出し、該累積出現頻度が設定累積出現頻度となる体動信号の信号レベルを体動判定閾値として更新することを特徴とする体動測定装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１つにおいて、
就寝者の離床判定基準となる下限信号レベルが設定される下限設定手段（52）を備え、
上記更新手段（60）は、上記下限信号レベル以上の体動信号に基づいて体動判定閾値を更新することを特徴とする体動測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、就寝者の体動に伴う体動信号を検知することにより就寝者の睡眠状態の判定を行う体動測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、就寝者の健康管理などを目的として就寝者の睡眠状態をモニタリングする体動測定装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示されている体動測定装置は、寝台に取り付けられる検知手段と、この検知手段に接続される回路ユニットとを備えている。上記検知手段は、テープ状に成形された圧電素子で構成されており、寝台の表面に貼り付けられている。そして、検知手段は、就寝者の体動を検出し、体動信号を回路ユニットに出力する。また、上記回路ユニットは、上記体動信号の前処理を行う処理手段と、処理手段で前処理された体動信号に基づき就寝者の睡眠状態を判断する睡眠判定手段とを備えている。
【０００４】
以上のような構成の体動測定装置では、就寝者の体動に伴い検知手段から回路ユニットに出力された体動信号が処理手段で所定レベルの体動信号に変調される。なお、処理手段で変調された後の体動信号は、例えば図１２に示すように、就寝者の呼吸・心拍などに由来する微動信号と、就寝者の入床、離床、寝返りなどに由来する粗動信号とに大別される。その後、睡眠判定手段は、この体動信号と予め設定された体動判定閾値とを比較する。この体動判定閾値は、上記微動信号と上記粗動信号とを区別する境界レベルであり、この体動測定装置では、睡眠実験で経験的に求められた固定値となっている。
【０００５】
上記睡眠判定手段は、体動信号が体動判定閾値以上である場合、就寝者がベッド上で粗動を生起していると判定する。一方、体動信号が上記体動判定閾値未満である場合、就寝者がベッド上で微動（呼吸・心拍に伴う動き）のみを生起していると判定する。そして、この体動測定装置では、体動信号が体動判定閾値未満となる状態が所定時間以上継続することで、就寝者が安定した睡眠状態であると判定する。
【特許文献１】特開平５−１５５１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、特許文献１の体動測定装置は、体動信号と予め設定された体動判定閾値とを比較することで、就寝者の睡眠状態の判定を行うようにしている。ところで、体動判定閾値と比較される体動信号は、寝具の種類や状態、あるいは就寝者の寝相や体重により大きく変化する。具体的に、例えば堅いマットレスや薄目・堅めの布団が用いられるベッドでは体動信号が比較的大きくなり易く、また逆に、柔らかいマットレスや厚い布団が用いられるベッドでは体動信号が比較的小さくなる。また、就寝者が横臥状態である場合には、就寝者が伏臥状態である場合と比較して呼吸・心拍に伴う微動信号の信号レベルが約半分以下になることもある。
【０００７】
これに対し、従来の体動測定装置における体動判定閾値は経験的に求められた一定の固定値である。このため、寝具の種類や状態、あるいは就寝者の寝相や体重などの影響で体動信号の信号レベルが変化してしまうと、体動信号についての実際の微動信号と粗動信号との境界レベルと、予め設定された体動判定閾値との間に大きな開きが生じてしまう。したがって、この体動測定装置による就寝者の睡眠判定精度が悪化してしまう恐れがある。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、寝具の種類や状態、就寝者の寝相や体重の影響に依らず就寝者の睡眠判定を高精度に行うことができる体動測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、寝具に敷設されるとともに就寝者の体動を検出して体動信号を出力する検知手段（20）を備え、上記体動信号に基づいて就寝者の睡眠状態を判定する体動測定装置を前提としている。そして、この体動測定装置は、体動信号に基づいて粗動信号と微動信号との体動判定閾値を決定する更新手段（60）と、上記体動信号と上記体動判定閾値とを比較して就寝者の睡眠状態を判定する睡眠判定手段（53）とを備えていることを特徴とするものである。なお、上記「体動信号」は、検知手段（20）で検出された信号（原信号）と、この検出信号を所定信号レベル、あるいは所定周波数帯域に変調した後の信号（原信号を前処理した信号）を含む概念である。
【００１０】
第１の発明では、検知手段（20）によって就寝者の体動に伴う体動信号が検出される。ここで、更新手段（60）は、検出される体動信号の変化に対応して体動判定閾値を適宜決定する。このため、就寝者の寝相、あるいは寝具の種類や状態に応じて体動信号が変化した場合にも、これらの体動信号の変化を反映させて体動判定閾値を適宜変更することができる。したがって、睡眠判定手段（53）が、このようにして適宜決定される体動判定閾値と、検出手段（20）で検出された体動信号とを比較することで、就寝者の寝相や体重、あるいは寝具の種類や状態の影響に依らず就寝者の睡眠状態を判定することができる。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、上記更新手段（60）が、所定時間毎の体動信号の最小値に基づいて体動判定閾値を更新することを特徴とするものである。
【００１２】
第２の発明では、体動信号に基づいて体動判定閾値を更新する一つの方法として、更新手段（60）が体動信号の最小値に基づいて体動判定閾値を更新する。このことについて、図５を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
上述のように、就寝者の体動に伴う体動信号は、呼吸・心拍に由来する微動信号と、入床、離床、寝返り、その他の就寝者の体の動きなどに由来する粗動信号とに大別される。したがって、就寝者の就寝状態を判定をする上では、上記微動信号と粗動信号との境界レベルを体動判定閾値として求める必要がある。図５においては、比較的低い信号レベルの信号成分が微動信号であり、これらの微動信号からスパイク状に突出した信号成分が粗動信号である。すなわち体動信号は、これら微動信号と粗動信号とが重畳された信号波形として表される。ここで、就寝者が在床している状態では、呼吸や心拍に伴う微動信号が検知手段（20）に確実に検出されるため、この体動信号の最小値は、微動信号と体動信号との境界レベルに相当する値となる。したがって、所定時間毎の体動信号の最小値に基づいて体動判定閾値を適宜更新することで、体動信号から正確な体動判定閾値を得ることができる。
【００１４】
第３の発明は、第２の発明において、上記更新手段（60）は、体動信号の最小値の変化を所定の関数で緩和させた信号レベルを体動判定閾値として更新することを特徴とするものである。
【００１５】
第３の発明では、体動信号の最小値が変化する際、更新手段（60）がこの最小値の変化を例えば指数関数などの所定の関数を用いて緩和させる。そして、更新手段（60）は、このようにして緩和された信号レベルを体動判定閾値として更新する。このため、体動信号の最小値が急激に変化した場合にも、体動判定閾値はこのような最小値の変化率よりも小さい変化率で適宜更新される。したがって、体動判定閾値の更新時にノイズ等による異常検知が生じた際、あるいは就寝者の粗動に伴う急激な体動信号の変化が生じた際、これらのノイズや体動信号の急激な変化が体動判定閾値に反映されてしまい、この体動判定閾値が実際の微動信号と粗動信号との境界レベルからかけ離れた異常値となってしまうことを抑制できる。
【００１６】
第４の発明は、第３の発明において、上記更新手段（60）が、体動信号の最小値が減少変化する場合、該最小値の減少変化を第１時定数で緩和させた信号レベルを体動判定閾値として更新する一方、体動信号の最小値が増大変化する場合、該最小値の増大変化を第１時定数より大きい第２時定数で緩和させた信号レベルを体動判定閾値として更新することを特徴とするものである。
【００１７】
第４の発明では、体動信号の最小値が減少変化する場合と、この最小値が増大変化する場合とで、それぞれの最小値の変化を緩和させる関数の時定数が異なるように設定される。具体的に、例えば図６に示すように、体動信号の最小値が減少変化する場合、比較的小さい第１時定数の関数によって最小値の変化が緩和される。したがって、体動判定閾値は、最小値の減少変化に追随して比較的速やかに減少して更新される。一方、体動信号の最小値が増大変化する場合、第１時定数よりも大きい第２時定数の関数で最小値の変化が緩和される。したがって、体動判定閾値は、最小値の増大変化に影響を受けず、比較的緩やかに増大して更新される。つまり、更新手段（60）は、最小値の減少変化に対しては比較的早い応答性をもって体動判定閾値を更新する一方、最小値の増大変化に対しては比較的遅い応答性をもって体動判定閾値を更新する。
【００１８】
ところで、体動判定閾値近傍に収束した状態の体動信号が減少変化する要因としては、例えば仰臥又は伏臥状態の寝相であった就寝者の寝相が横臥状態に変化し、呼吸・心拍に伴う微動信号が減少することが想定される。これに対して、体動判定閾値近傍に収束した状態の体動信号が増大変化する要因としては、就寝者の入床、離床、寝返りなどに伴い粗動信号が増大すること、また、上述の寝相変化とは逆に、横臥状態であった就寝者の寝相が仰臥または伏臥状態に変化し、呼吸・心拍に伴う微動信号が減少することが生起が増加することが想定される。
【００１９】
ここで、上記体動信号の増大変化する場合においては、上記微動信号のみを反映させて体動判定閾値を決定する必要があるが、上記微動信号と粗動信号とを判別することをは困難である。ところで、一般的に上述のような就寝者の粗動が連続して継続することは稀であるのに対し、就寝者の微動は寝相が変化するまで連続して継続する。本発明では、以上の現象を加味し、体動判定閾値の更新時における応答性を工夫することで、体動判定閾値に対する粗動信号の影響を抑制するようにしている。
【００２０】
つまり、本発明では、体動信号が増大変化する場合には、最小値変化に対する応答性を遅くして体動判定閾値を更新するようにしている。したがって、就寝者の粗動に伴い体動判定閾値が大きく上昇してしまうことを未然に防ぐことができる。一方、体動信号の最小値の減少変化時には、寝相の変化に伴う微動信号の低減変化を迅速に体動判定閾値に反映させることができる。
【００２１】
第５の発明は、第２乃至第４のいずれか１つの発明において、体動判定閾値よりも大きく、かつ体動判定閾値の設定数倍となる上限信号レベルを算出する上限算出手段（51）を備え、上記更新手段（60）は、上記上限信号レベル以下の体動信号に基づいて体動判定閾値を更新することを特徴とするものである。
【００２２】
第５の発明では、更新手段（60）によって更新された体動判定閾値に基づき、上限算出手段（51）が上限信号レベルを適宜算出する。この上限信号レベルは、体動判定閾値よりも大きく、かつ体動判定閾値の設定数倍の信号レベルであり、就寝者が明らかに粗動を生起している信号レベルとなるように設定倍率が決定される。そして、更新手段（60）は、新たに体動判定閾値を更新する際、この上限信号レベル以下の体動信号のみに基づいて体動判定閾値を更新する。つまり、更新手段（60）による体動判定閾値の更新時には、体動信号のうち明らかに粗動を生起しているとみなされる体動信号が反映されないことになる。したがって、更新手段（60）で更新される体動判定閾値を、実際の微動信号と粗動信号との境界レベルに近づけることができる。
【００２３】
第６の発明は、第１の発明において、上記更新手段（60）が、体動信号から所定周波数帯域の信号を抽出するフィルタ処理部（63）を備え、該フィルタ処理部（63）で抽出された信号の信号レベルを体動判定閾値として更新することを特徴とするものである。
【００２４】
第６の発明では、更新手段（60）にフィルタ処理部（63）が設けられる。このフィルタ処理部（63）は、体動信号から所定周波数帯域の信号を抽出するものである。このため、この周波数帯域を呼吸や心拍の周波数帯域とすることで、フィルタ処理部（63）により体動信号から微動信号を抽出することができる。そして、更新手段（60）は、この微動信号の信号レベルを体動判定閾値として適宜更新する。したがって、体動判定閾値を実際の微動信号と粗動信号との境界レベルに近づけることができ、体動信号から正確な体動判定閾値を得ることができる。
【００２５】
また、このようにしてフィルタ処理部（63）で抽出される微動信号は、就寝者の寝相、あるいは寝具の種類や状態の影響が重畳した信号となる。したがって、本発明においても、就寝者の寝相や寝具の種類などの影響に追随して体動判定閾値を適宜変更することができる。
【００２６】
第７の発明は、第１の発明において、上記更新手段（60）が、所定時間内について所定信号レベル範囲毎の体動信号の累積出現頻度を算出し、該累積出現頻度が設定累積出現頻度となる体動信号の信号レベルを体動判定閾値として更新することを特徴とするものである。
【００２７】
上記第７の発明では、更新手段（60）が所定時間内における所定信号レベル範囲毎の体動信号の累積出現頻度を算出し、この累積出現頻度に基づいて体動判定閾値が更新される。このことについて、図１１(Ａ)及び図１１(Ｂ)を参照しながら説明する。
【００２８】
図１１(Ａ)は、所定時間内についての就寝者の体動信号の信号レベルの変化を示すものである。上述のように体動信号は粗動信号と微動信号とに大別できる。したがって、図１１(Ｂ)に示すように、所定時間内について、各信号レベル範囲毎の出現頻度（図１１(Ｂ)の棒状のグラフ）を累積して累積出現頻度（図１１(Ｂ)の折れ線で示すグラフ）を算出すると、微動信号と粗動信号とを明確に大別することができる。また、各信号の出現頻度は粗動信号よりも微動信号の方が高い傾向にあり、各信号の出現頻度は、おおよそ経験的に求められるものである。
【００２９】
更新手段（60）には、このような微動信号と粗動信号との出現頻度の境界として経験的に求められた設定累積出現頻度（例えば８２％）が設定される。したがって、このような累積出現頻度が設定累積出現頻度となる体動信号を微動信号と体動信号との境界レベルとみなすことで、この体動信号から体動判定閾値を得ることができる。
【００３０】
このようにして得られた体動判定閾値は、就寝者の寝相、あるいは寝具の種類や状態に応じて変化する体動信号に基づいて更新されるものである。したがって、本発明においても、就寝者の寝相や寝具の種類などに応じて変動する体動信号に追随して体動判定閾値を適宜変更することができる。
【００３１】
第８の発明は、第１乃至第７のいずれか１つの発明において、就寝者の離床判定基準となる下限信号レベルが設定される下限設定手段（52）を備え、上記更新手段（60）は、上記下限信号レベル以上の体動信号に基づいて体動判定閾値を更新することを特徴とするものである。
【００３２】
第８の発明では、下限設定手段（52）に下限信号レベルが設定される。この下限信号レベルは、就寝者が明らかに離床状態であるとみなされる信号レベルである。ここで、更新手段（60）は、体動判定閾値を更新する際、この下限信号レベル以上の体動信号のみに基づいて体動判定閾値を更新する。つまり、更新手段（60）による体動判定閾値の更新時には、就寝者が明らかに離床状態であるとみなされる体動信号が反映されないことになる。したがって、本来であれば就寝者の離床時にほとんどゼロに近い値となる体動信号の影響で、体動判定閾値が異常値となってしまうことを確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、検知手段（20）で検出される体動信号の変化に追随させて体動判定閾値を適宜決定するようにしている。このため、例えば就寝者の寝相や体重、寝具の種類や状態に応じて体動信号が変化した場合にも、これらの影響を反映させて体動判定閾値を変更させることができる。そして、睡眠判定手段（53）によって、上記体動判定閾値と、検出手段（20）で検出された体動信号とを比較することで、就寝者の寝相や体重、あるいは寝具の種類や状態の影響に依らず就寝者の睡眠状態を判定することができる。したがって、この体動測定装置による就寝者の睡眠判定精度を向上させることができる。
【００３４】
また、上記第２の発明によれば、体動信号の最小値に基づいて体動判定閾値を更新することで、実際の微動信号と粗動信号との境界レベルに近い正確な体動判定閾値を得ることができる。また、このようにして得られた体動判定閾値は、就寝者の寝相や寝具の影響などが反映されたものであるため、この体動判定閾値と体動信号とを比較して高精度の睡眠判定を行うことができる。
【００３５】
また、上記第３の発明によれば、体動信号の最小値が変化する場合に、この体動信号の変化を緩和させた信号レベルを体動判定閾値として更新するようにしている。このため、ノイズ、あるいは就寝者の粗動などで体動信号が急激に変動した場合にも、これらの急激な変動が体動判定閾値に反映されてしまうことを抑制できる。したがって、体動判定閾値と、実際の微動信号と粗動信号との境界レベルとを一層近い値とすることができ、体動測定装置の睡眠判定精度を高めることができる。
【００３６】
また、上記第４の発明によれば、体動信号の最小値の減少変化時よりも増大変化時において、最小値変化に対する応答性を遅くするようにしている。このようにすると、就寝者の入床、離床、寝返りなどに伴い体動信号が体動判定閾値近傍の信号レベルから急激に増大変化する場合においても、体動判定閾値が急激に上昇し、異常値となってしまうことを抑制できる。一方で、就寝者の寝相の変化によって体動信号が体動判定閾値近傍の信号レベルから減少変化する場合には、この寝相の変化を確実に体動判定閾値に反映させることができる。したがって、この体動測定装置の睡眠判定精度を一層向上させることができる。
【００３７】
また、上記第５の発明によれば、更新手段（60）によって更新された体動判定閾値に既定数倍を乗じた信号レベルを上限信号レベルとして適宜算出し、この上限信号レベル以下の体動信号のみを新たに更新される体動判定閾値に反映させるようにしている。このため、明らかに就寝者が粗動を生起している場合に、この体動信号が体動判定閾値に反映されてしまい体動判定閾値が異常値となってしまうことを効果的に抑制できる。したがって、体動信号から一層正確な体動判定閾値を得ることができる。
【００３８】
また、上記上限信号レベルは、体動判定閾値の変動に伴い適宜算出されるものであり、就寝者の寝相や体重、寝具の種類や状態などの影響を反映した上限値である。このため、明らかな粗動に伴う信号については、確実に体動判定閾値の更新対象外とすることができる。
【００３９】
また、上記第６の発明によれば、フィルタ処理部（63）で体動信号から微動信号を抽出し、この微動信号を体動判定閾値として更新するようにしている。したがって、確実かつ正確に体動信号から体動判定閾値を得ることができる。
【００４０】
また、上記第７の発明によれば、所定時間内についての所定信号レベル範囲毎の体動信号の累積出現頻度を算出し、この累積出現頻度が設定累積出現頻度となるような体動信号の信号レベルを体動判定閾値として更新している。この場合、例えば上記第６の発明のように高負荷の信号処理を行う必要がないため、比較的容易に体動信号から体動判定閾値を得ることができる。
【００４１】
また、上記第８の発明によれば、下限設定手段（52）に設定された下限信号レベル以上の体動信号のみを体動判定閾値に反映させるようにしている。このため、明らかに就寝者が離床している際、この体動信号が体動判定閾値に反映されてしまい体動判定閾値が異常値となってしまうことを確実に防止できる。したがって、体動信号から一層正確な体動判定閾値を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４３】
《発明の実施形態１》
実施形態１の体動測定装置（10）は、就寝者の睡眠状態をモニタリングすることで、就寝者の健康管理を行うものである。この体動測定装置（10）は、睡眠センサ（20）と回路ユニット（30）とを備えている。
【００４４】
睡眠センサ（20）は、就寝者の体動を検出して体動信号を出力する検知手段を構成している。この睡眠センサ（20）は、感圧部（21）と受圧部（22）とを備えている。
【００４５】
図１及び図２に示すように、本実施形態の感圧部（21）は、ベッドなどの寝具の寝台に敷かれたマットレス上に敷設されるものである。この感圧部（21）は、細長で中空状のチューブで構成され、その内側に空間が形成されている。そして、就寝者がベッドに横臥すると、就寝者の体動に伴い感圧部（21）に圧力・振動が伝達され、感圧部（21）の内圧が受圧部（22）に作用する。
【００４６】
受圧部（22）は、ケーシング（23）と、このケーシング（23）に収納されるセンサ部（24）とで構成されている。センサ部（24）は、マイクロフォンや圧力センサなどで構成される。このセンサ部（24）は、上記感圧部（21）より作用した内圧を受け、この内圧を検出信号（体動信号）としてリード線（25）を介して回路ユニット（30）に出力する。なお、本実施形態では、感圧部（21）と受圧部（22）との接続位置に微小なリーク溝（26）が形成されている。このため、例えば就寝者がベッドに強い衝撃を与えた際、センサ部（24）に対して急激に上昇した内圧が作用し、その結果、センサ部（24）が故障してしまったり、検出信号が飽和状態となってしまったりすることを抑制している。
【００４７】
図３に示すように、回路ユニット（30）は、処理手段（40）、更新手段（60）、上限算出手段（51）、下限設定手段（52）、及び睡眠判定手段（53）を備えている。
【００４８】
処理手段（40）は、睡眠センサ（20）から出力された検出信号を所定レベル、所定周波数帯域の信号に変調するものである。具体的に、処理手段（40）は、第１平滑部（41）、帯域通過フィルタ部（42）、包絡線検波部（43）、低域通過フィルタ部（44）、及び第２平滑部（45）を備えている。なお、これら処理手段（40）の詳細については、後述の睡眠判定動作の説明で述べる。
【００４９】
更新手段（60）は、処理手段（40）で変調された体動信号に基づいて、粗動信号と微動信号との境界レベルとなる体動判定閾値を決定・更新するものである。この更新手段（60）は、演算部（61）と更新部（62）とを備えている。
【００５０】
実施形態１の演算部（61）は、処理手段（40）で処理された後の体動信号について、所定間隔おきの最小値を順次算出するものである。この最小値の算出間隔は、任意に設定可能であるが、本実施形態では約１０秒に設定されている。
【００５１】
一方、更新部（62）は、上記算出部（61）で得られた最小値に基づいて体動判定閾値を更新するものである。すなわち、更新部（62）は、図５に示すように、演算部（61）で求められた最小値をトレースするようにして、粗動信号と微動信号との体動判定閾値を随時更新する。したがって、本実施形態の体動判定閾値は、体動信号の最小値の変動に応じて適宜変更される変動値となる。その後、更新部（62）は、この体動判定閾値に既定の倍率を乗算するか、あるいは一定オフセットを加算し、得られた値を睡眠判定値とする。したがって、この睡眠判定値も、体動判定閾値の変動に応じて変更される変動値となっている。なお、本実施形態では、上記睡眠判定値が体動判定閾値の２倍となっている。
【００５２】
上限算出手段（51）は、就寝者が明らかに粗動を生起しているとみなす上限信号レベルを算出するものである。この上限信号レベルは、図６に示すように、上記更新手段（60）で更新される体動判定閾値より大きく、かつ該体動判定閾値に既定倍率を乗じたものである。したがって、上限信号レベルは、体動判定閾値の更新に伴って変動する変動値となる。なお、本実施形態では、上記既定倍率が４倍に設定されている。なお、この上限信号レベルは、任意に設定変更可能な一定の固有値であってもよい。
【００５３】
下限設定手段（52）には、就寝者が明らかに離床状態であるとみなす下限信号レベルが設定される。この下限信号レベルは体動判定閾値よりも小さい固定値である。また、下限信号レベルは、就寝者が離床状態であり、かつ静置状態のベッドにおいて、睡眠センサ（20）から出力される検知信号を基にキャリブレーションされて適宜変更可能となっている。なお、本実施形態では、約３分間のキャリブレーションによって下限信号レベルが決定される。なお、この下限信号レベルは、上述した上限信号レベルのように体動判定閾値に基づいて適宜算出される変動値であってもよい。
【００５４】
上記睡眠判定手段（53）は、上記処理手段（40）から出力された体動信号と、上述した更新手段（60）で更新される睡眠判定値とを比較して就寝者の睡眠状態を判定するものである。具体的に、睡眠判定手段（53）は、処理手段（40）から出力された体動信号が、既定時間以上にわたって睡眠判定値以上である場合、就寝者が覚醒状態であると判定する。なお、本実施形態では、上記規定時間が、就寝者の寝返りによる粗動継続時間よりも長い１分に設定されている。
【００５５】
−睡眠判定動作−
次に、実施形態１の体動測定装置（10）の睡眠判定動作について図３及び図４のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【００５６】
体動測定装置（10）がＯＮの状態となると、就寝者の体動に伴って睡眠センサ（20）から回路ユニット（30）に検出信号が出力される。そして、この検出信号が処理手段（40）に約６４００[sample/sec]で入力される。
【００５７】
処理手段（40）では、第１平滑部（41）が信号を１００[sample/sec]に積算・平均化する（ステップＳ１）。次に、帯域通過フィルタ部（42）は、人体の固有振動帯域に相当する帯域（７．５±２．５Ｈｚ）で信号をフィルタリングする（ステップＳ２）。その後、包絡線検波部（43）は、その信号を整流化（絶対値化）した後、所定時間でピークホールドを行い、いわゆる包絡線検波処理を行う（ステップＳ３）。次に、低域通過フィルタ部（44）は、比較的低周波の振動帯域（０．５Ｈｚ）の信号を抽出する（ステップＳ４）。
【００５８】
その後、第２平滑部（45）は、この体動信号について約１０秒間隔で積算・平均化を行う（ステップＳ５）。その結果、体動信号における瞬時の変動などが緩和される。ここで、第２平滑部（45）による平均化処理の間隔は、就寝者の微動信号（特に就寝者の呼吸に由来する信号）を反映させるために、この微動信号の周期（約３秒から５秒）よりも大きい間隔が好ましい。一方で、この平均化処理の間隔は、就寝者の睡眠時における不随意の手足の微痙攣に起因する体動信号の変動を抑えるために、就寝者の痙攣周期（一般的に２０秒から３０秒）よりも小さい間隔が好ましい。
【００５９】
以上のようにして処理手段（40）で変調された体動信号は、更新手段（60）に入力される。更新手段（60）では、まず、体動信号と、下限設定手段（52）に設定された下限信号レベルとの比較が行われる（ステップＳ６）。そして、体動信号が下限信号レベル以上の場合、就寝者は在床状態であるとみなされ、ステップＳ７に移行する。一方、体動信号が下限信号レベルよりも小さい場合、就寝者は離床状態であるとみなされ、ステップＳ１１に移行する。
【００６０】
ステップＳ７では、体動信号と、上限算出手段（51）で決定される上限信号レベルとの比較が行われる。そして、体動信号が上限信号レベルより大きい場合、就寝者は明らかに粗動を生起しているとみなされ、ステップＳ１１に移行する。一方、体動信号が上限信号レベル以下の場合、ステップＳ８に移行する。
【００６１】
ステップＳ８では、まず、演算部（61）が体動信号から最小値を算出する。ここで、この最小値は、第２平滑部（45）による平均化処理の間隔と同様、１０秒間隔毎に算出される。次に、更新部（62）は、以上のようにして算出された最小値をトレースするようにして体動判定閾値を適宜更新する。ここで、更新部（62）は、実際の体動信号の最小値の変化を指数関数で緩和させた信号レベルを体動判定閾値として更新する。また、この指数関数で用いられる時定数は、最小値の増大変化時と、減少変化時とで異なる時定数が用いられる。具体的に、例えば所定時における最小値がＭｉｎであり、その後の更新間隔ｔｏに最小値がＸｉまで増大変化した場合（Ｘｉ＞Ｍｉｎである場合）、本実施形態では、時定数τ１を３０[min]として以下の式により新たな最小値Ｍｉｎ’が更新される。
【００６２】
Ｍｉｎ’＝Ｍｉｎ×α＋Ｘｉ（１−α）
ここでα＝ｅｘｐ（−ｔｏ／τ１）、τ１＝３０[min]
一方、例えば所定時における最小値がＭｉｎであり、その後の更新間隔ｔｏに最小値がＸｉまで減少変化した場合（Ｘｉ＜Ｍｉｎの場合）、本実施形態では、時定数τ２を１．０[min]として以下の式により新たな最小値Ｍｉｎ’が更新される。
【００６３】
Ｍｉｎ’＝Ｍｉｎ×β＋Ｘｉ（１−β）
ここでβ＝ｅｘｐ（−ｔｏ／τ２）、τ２＝１．０[min]
更新部（62）は上記指数関数によって緩和された信号レベルを体動判定閾値として更新する（ステップＳ９）。このため、体動信号の最小値が急激に変化した場合にも、体動判定閾値はこのような最小値の変化率よりも小さい変化率で適宜更新されることになる。また、上記指数関数の時定数は、最小値の減少変化時よりも増大変化時の方が大きい値を用いている。このため、例えば図６に示すように、最小値の減少変化に対しては比較的早い応答性をもって体動判定閾値が更新される一方、最小値の増大変化に対しては比較的遅い応答性をもって体動判定閾値が更新される。なお、このように体動信号の最小値変化を緩和させる関数は、上記指数関数（１時遅れ系のステップ関数）以外に、例えば２時遅れ系のステップ関数やその他の関数を用いてもよい。
【００６４】
次に、更新部（62）は、上述のようにして得られた体動判定閾値を２倍した値を睡眠判定値として適宜更新する（ステップＳ１０）。その後、睡眠判定手段（53）は、更新手段（60）で更新された上記睡眠判定値と処理手段（40）で得られる体動信号との比較を行う（ステップＳ１１）。そして、体動信号が睡眠判定値よりも１分以上継続して大きい場合、就寝者からは継続的な粗動が生起しているとみなされ、就寝者が覚醒状態であると判定される。
【００６５】
−実施形態１の効果−
上記実施形態１によれば、所定間隔毎の体動信号の最小値をトレースするようにして体動判定閾値を適宜更新するようにしている。このため、例えば就寝者の寝相や体重、寝具の種類や状態に応じて体動信号が変化した場合にも、これらの影響を反映させて体動判定閾値を随時変更できる。したがって、就寝者の寝相や体重、あるいは寝具の種類や状態の影響に依らず就寝者の睡眠状態を判定することができ、この体動測定装置（10）による就寝者の睡眠状態の判定精度の向上を図ることができる。
【００６６】
ここで、体動信号の最小値に基づき体動判定閾値を更新する際には、指数関数を用いて体動判定閾値の大幅な変動を抑えるようにしている。このため、ノイズ、あるいは就寝者の粗動などで体動信号が急激に変動した場合にも、これらの急激な体動信号の変動が体動判定閾値に反映されてしまうことを抑制できる。したがって、体動判定閾値を、実際の微動信号と粗動信号との境界レベルに近づけることができ、体動測定装置の睡眠判定精度を高めることができる。
【００６７】
また、上記指数関数の時定数は、最小値の減少変化時よりも増大変化時の方が大きい値を用いている。つまり、体動信号の最小値の減少変化時よりも増大変化時において、最小値変化に対する応答性を遅くするようにしている。このようにすると、就寝者の入床、離床、寝返りなどに伴い体動信号が体動判定閾値近傍の信号レベルから急激に増大変化する場合において、体動判定閾値が急激に上昇し、異常値となってしまうことを抑制できる。一方で、就寝者の寝相の変化によって体動信号が減少変化する場合には、この寝相の変化を確実に体動判定閾値に反映させることができる。したがって、この体動測定装置の睡眠判定精度を効果的に向上させることができる。
【００６８】
さらに、上記実施形態１では、更新手段（60）によって更新された体動判定閾値を４倍した信号レベルを上限信号レベルとして適宜算出し、この上限信号レベル以下の体動信号のみを新たに更新される体動判定閾値に反映させるようにしている。このため、明らかに就寝者が粗動を生起している場合に、この体動信号が体動判定閾値に反映されてしまい体動判定閾値が異常値となってしまうことを確実に抑制できる。
【００６９】
また、上記実施形態では、下限設定手段（52）に設定された下限信号レベル以上の体動信号のみを体動判定閾値に反映させるようにしている。このため、明らかに就寝者が離床している際、この体動信号が体動判定閾値に反映されてしまい体動判定閾値が異常値となってしまうことを確実に防止できる。
【００７０】
《発明の実施形態２》
実施形態２の体動測定装置（10）は、上記実施形態１と回路ユニット（30）の構成、及び睡眠判定方法が異なるものである。具体的に、実施形態２の更新手段（60）では、フィルタ処理部（63）で抽出した信号を体動判定閾値として更新するようにしている。以下に、上記実施形態１と異なる点について説明する。
【００７１】
図７に示すように、実施形態２の回路ユニット（30）は、実施形態１と同様の処理手段（40）を備えている。一方、更新手段（60）には、実施形態１の演算部（61）に代わってフィルタ処理部（63）が設けられている。このフィルタ処理部（63）は、処理手段（40）の第１平滑部（41）で平均化された後の体動信号から、呼吸・心拍の周波数帯域の信号、すなわち微動信号を分離・抽出するものである。具体的に、フィルタ処理部（63）は、デジタルフィルタであるＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタ、またはＩＩＲ（Ininite Impusle Response）フィルタが好ましいが、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）で得られたパワースペクトラムから呼吸・心拍周波数成分を抽出するものであってもよい。そして、実施形態２の更新部（62）は、上記フィルタ処理部（63）で分離された体動信号（微動信号）に基づいて体動判定閾値を適宜更新するように構成されている。
【００７２】
また、実施形態２の回路ユニット（30）には、実施形態１のように上限算出手段（51）が設けられていない。一方、回路ユニット（30）には、実施形態１と同様、下限設定手段（52）が設けられており、離床判定基準となる下限信号レベルが設定されている。そして、更新手段（60）は、上記下限信号レベル以上の微動信号のみについてを体動判定閾値の更新対象としている。
【００７３】
−睡眠判定動作−
次に、実施形態２の体動測定装置（10）の睡眠判定動作について図７及び図８のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【００７４】
体動測定装置（10）がＯＮの状態となると、就寝者の体動に伴って睡眠センサ（20）から回路ユニット（30）に検出信号が出力される。そして、この検出信号が処理手段（40）に６４００[sample/sec]で入力される。
【００７５】
処理手段（40）では、第１平滑部（41）が信号を１００[sample/sec]に積算・平均化し（ステップＳ２１）、その後、ステップＳ２２、ステップＳ２６、及びステップＳ２７が実行される。ステップＳ２２からステップＳ２５までにおいては、実施形態１と同様にして処理手段（40）による信号の前処理が行われるされる。そして、変調された体動信号が睡眠判定手段（53）に出力される（ステップＳ３４へ）。
【００７６】
一方、フィルタ処理部（63）では、微動信号の抽出・分離処理が行われる（ステップＳ２６からステップＳ３０まで）。具体的に、ステップＳ２６では、帯域通過フィルタによって人体の固有振動帯域に相当する帯域（７．５±２．５Ｈｚ）の信号が抽出される。次に、その信号の包絡線検波処理が行われ（ステップＳ２７）、その後、心拍抽出フィルタによって心拍の周波数帯域（１．４Ｈｚ±０．６Ｈｚ）の信号が抽出される（ステップＳ２８）。一方、この処理と並行するようにしてステップＳ２９では、呼吸の周波数帯域（０．６Ｈｚ±０．６Ｈｚ）の信号が抽出される。
【００７７】
その後、ステップＳ３０では、心拍抽出フィルタ後の信号（心拍抽出信号）と呼吸抽出フィルタ後の信号（呼吸抽出信号）とから呼吸・心拍成分に伴う微動信号が算出される。なお、この微動信号は、呼吸抽出信号の振幅をＡR、心拍抽出信号の振幅をＡHとした場合、例えば以下の式で算出される。
【００７８】
微動信号＝（ＡR2＋ＡH2）／２）1/2
次に、ステップＳ３１では、上記微動信号が下限信号レベル以上か否かの判定が行われる。そして、この信号が下限信号レベル以上の場合、就寝者は在床状態であると判断されステップＳ３２に移行する。一方、上記微動信号が下限信号レベルよりも小さい場合、就寝者は離床状態であるとみなされ、ステップＳ３４に移行する。
【００７９】
次に、更新部（62）は、上述のようにして得られた微動信号の信号レベルを体動判定閾値として適宜更新する（ステップＳ３２）。なお、上述のようにして得られた微動信号においても、就寝者の粗動信号が重畳してしまう可能性がある。このため、既に更新された体動判定閾値よりも大きい微動信号については次の体動判定閾値の更新時に反映させないようにすることが好ましい。
【００８０】
更に、更新部（62）は、体動判定閾値を２倍して睡眠判定値を随時更新する（ステップＳ３３）。その後、睡眠判定手段（53）は、更新手段（60）で更新された上記睡眠判定値と、処理手段（40）で得られた体動信号との比較を行う（ステップＳ３４）。そして、体動信号が睡眠判定値よりも１分間以上継続して大きい場合、就寝者が覚醒状態であると判定される。
【００８１】
−実施形態２の効果−
上記実施形態２によれば、体動信号から呼吸・心拍周波数成分の信号、すなわち微動信号を抽出し、この微動信号の信号レベルを体動判定閾値として更新するようにしている。このため、上記実施形態１と比較して一層確実かつ正確に体動信号から体動判定閾値を得ることができる。
【００８２】
また、上記実施形態１と同様、このようにして得られた体動判定閾値は、就寝者の寝相や体重、あるいは寝具の種類や状態が重畳したものである。このため、このような外的要因の変化の影響を受けず、就寝者の睡眠判定を行うことができ、この体動測定装置（10）の睡眠判定精度の向上を図ることができる。
【００８３】
《発明の実施形態３》
実施形態３の体動測定装置（10）は、上記実施形態１及び２と回路ユニット（30）の構成、及び睡眠判定方法が異なるものである。以下に、上記実施形態と異なる点について説明する。
【００８４】
図９に示すように、実施形態３の体動測定装置（10）は、実施形態１と類似の回路ユニット（30）を備えている。この回路ユニット（30）には、実施形態２と同様、上限算出手段（51）が設けられてない。また、実施形態３の演算部（61）は、所定時間内についての体動信号を所定レベル範囲毎の体動信号に分類し、これらの累積出現頻度を算出するように構成されている。一方、更新部（62）は、上記累積出現頻度に基づいて体動判定閾値を適宜更新するように構成されている（詳細は以下の睡眠判定動作で述べる）。
【００８５】
−睡眠判定動作−
次に、実施形態３の体動測定装置（10）の睡眠判定動作について図９及び図１０のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【００８６】
体動測定装置（10）がＯＮの状態となると、就寝者の体動に伴って睡眠センサ（20）から回路ユニット（30）に検出信号が出力される。そして、この検出信号が処理手段（40）に６４００[sample/sec]で入力される。
【００８７】
処理手段（40）では、実施形態１の処理（ステップＳ１からステップＳ５までの処理）と同様の処理が行われる。すなわち、ステップＳ４１からステップＳ４５までにおいて、処理手段（40）によって体動信号が所定信号レベル・所定周波数帯域に変調される。
【００８８】
次に、ステップＳ４６では、処理手段（40）で変調された体動信号が下限信号レベル以上か否かの判定が行われる。そして、この体動信号が下限信号レベル以上の場合、この信号が更新手段（60）に出力される一方、この体動信号が下限信号レベルより小さい場合、この信号は更新手段（60）に出力されず、したがって以下に述べる体動判定閾値の更新に反映されない。
【００８９】
ステップＳ４７では、演算部（61）が所定時間内についての体動信号を、所定信号レベル範囲毎に分類し、各信号レベル範囲毎の累積出現頻度を算出する。このことについて、更に詳細に説明する。
【００９０】
図１１(Ａ)は、所定時間内についての就寝者の体動信号の信号レベルの変化を示すものである。上述のように体動信号は粗動信号と微動信号とに大別できる。したがって、図１１(Ｂ)に示すように、所定時間内について、演算部（61）により各信号レベル範囲毎の出現頻度（図１１(Ｂ)の棒状のグラフ）を累積して累積出現頻度（図１１(Ｂ)の折れ線で示すグラフ）を算出すると、微動信号と粗動信号とを明確に大別することができる。なお、本実施形態では、上記累積出現頻度を算出する時間長さを、就寝者の一般的な睡眠周期である６０分から９０分に設定している。
【００９１】
また、各信号の出現頻度は粗動信号よりも微動信号の方が高い傾向にあり、各信号の出現頻度は、おおよそ経験的に求められるものである。このため、更新手段（60）には、このような微動信号と粗動信号との出現頻度の境界として経験的に求められた設定累積出現頻度（例えば８２％）が設定されている。
【００９２】
そして、更新部（62）は、演算部（61）で得られた所定期間内についての累積出現頻度が設定累積出現頻度と同値となる体動信号の信号レベルを体動判定閾値として更新する（ステップＳ４８）。なお、累積出現頻度を算出する時間長さ（例えば６０分から９０分）と、体動信号を更新する更新時間とは、同じタイミングであってもよいし、例えば一度体動判定閾値が更新された後には、更新時間をそれよりも早いタイミングにずらすこともできる。また、所定時間内についての累積出現頻度が設定累積出現頻度となる体動信号レベルを算出する方法としては、例えば二分法が用いられる。
【００９３】
次に、更新部（62）は、上述のようにして得られた体動判定閾値を２倍して睡眠判定値を随時更新する（ステップＳ４９）。その後、睡眠判定手段（53）は、更新手段（60）で更新された上記睡眠判定値と、処理手段（40）で得られた体動信号との比較を行う（ステップＳ５０）。そして、体動信号が睡眠判定値よりも１分以上継続して大きい場合、就寝者が覚醒状態であると判定される。
【００９４】
−実施形態３の効果−
上記実施形態３によれば、所定時間内についての所定信号レベル範囲毎の体動信号の累積出現頻度を算出し、この累積出現頻度が設定累積出現頻度となるような体動信号を算出し、この信号レベルを体動判定閾値として更新している。この場合、実施形態１や実施形態２と比較して更新手段（60）における信号処理の負荷を低減できる。このため、体動信号から体動判定閾値を容易に得ることができるとともに、回路ユニット（30）を廉価に構成することができる。
【００９５】
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００９６】
上記実施形態では、睡眠センサ（20）に長尺のチューブ状の感圧部（21）を適用している。しかしながら、この感圧部（21）を例えば一本のチューブを湾曲させたもの、あるいは複数のチューブが連結されるもの、さらにはマット状のものなどで構成することもできる。
【００９７】
また、上記実施形態の体動測定装置（10）は、就寝者の健康管理のために用いられるものであるが、例えば就寝者の睡眠状態に追随させて空気調和を行う睡眠カプセルなどにこの体動測定装置を応用することもできる。
【００９８】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
以上説明したように、本発明は、就寝者の体動に伴う体動信号を検知することにより就寝者の睡眠状態の判定を行う体動測定装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】実施形態の体動測定装置の全体構成図である。
【図２】実施形態の睡眠センサの概略断面図である。
【図３】実施形態１の回路ユニットの概略ブロック図である。
【図４】実施形態１の体動測定装置の睡眠判定動作を示すフローチャートである。
【図５】実施形態１の体動判定閾値の更新動作についての第１の説明図である。
【図６】実施形態１の体動判定閾値の更新動作についての第２の説明図である。
【図７】実施形態２の回路ユニットの概略ブロック図である。
【図８】実施形態２の体動測定装置の睡眠判定動作を示すフローチャートである。
【図９】実施形態３の回路ユニットの概略ブロック図である。
【図１０】実施形態３の体動測定装置の睡眠判定動作を示すフローチャートである。
【図１１】(Ａ)は、所定時間内の体動信号の経時変化を示す図であり、(Ｂ)は、体動信号の累積出現頻度を示す図である。
【図１２】従来の体動測定装置における体動信号と体動判定閾値との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１０１】
10  体動測定装置
20  睡眠センサ（検知手段）
60  更新手段
51  上限算出手段
52  下限設定手段
53  睡眠判定手段
61  演算部
62  更新部
63  フィルタ処理部
【図１】
2006181263.tif 000003
【図２】
2006181263.tif 000004
【図３】
2006181263.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006181263.tif 000007
【図６】
2006181263.tif 000008
【図７】
2006181263.tif 000009
【図８】
2006181263.tif 000010
【図９】
2006181263.tif 000011
【図１０】
2006181263.tif 000012
【図１１】
2006181263.tif 000013
【図１２】
2006181263.tif 000014